FR2734283A1 - METHOD FOR MANUFACTURING A MOUNTING FRAME - Google Patents
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Abstract
La présente invention est relative à un procédé de fabrication d'un cadre de montage. Ce procédé, qui comprend l'étape de revêtement par débordement du cadre pour former une couche de revêtement, se caractérise en ce qu'il comprend en outre l'étape de chauffage dudit cadre revêtu, à une température prédéterminée pour le réarrangement de ladite couche de revêtement.The present invention relates to a method of manufacturing a mounting frame. This method, which comprises the step of overflow coating the frame to form a coating layer, is characterized in that it further comprises the step of heating said coated frame, to a predetermined temperature for rearrangement of said layer. coating.
Description
i La présente invention concerne un procédé deThe present invention relates to a method of
fabrication d'un cadre de montage.manufacture of a mounting frame.
De façon habituelle, des matières pour cadre de montage du type à plaque mince (généralement un alliage de cuivre ou de nickel) sont transformées en un cadre de monta- ge, par estampage ou gravure. Après formation du cadre, on effectue un revêtement par débordement avec un métal (par Typically, thin plate type mounting frame materials (usually a copper or nickel alloy) are made into a mounting frame by stamping or etching. After formation of the frame, an overflow coating with a metal (by
exemple du nickel) sur la structure résultante, puis un au- nickel) on the resulting structure, then another
tre revêtement par débordement avec un alliage de palladium (Pd) ou de palladium-nickel ( Pd-Ni), pour obtenir un cadre be overflow coating with an alloy of palladium (Pd) or palladium-nickel (Pd-Ni), to obtain a frame
de montage fini.finished fitting.
Le procédé de revêtement par débordement peut The overflow coating process can
en gros être un procédé de dépôt électrolytique ou unpro- basically be a process of electrolytic deposition or unpro-
cédé de dépôt non électrolytique, le procédé électrolyti- electrolytic deposit, the electrolytic process
que étant le plus courant. Le procédé de dépôt électrolyti- that being the most common. The electrolytic deposition process
que comporte la précipitation forcée d'ions métalliques that involves the forced precipitation of metal ions
positifs, qui sont dissous dans une solution, sur la sur- positive, which are dissolved in a solution, on the over-
face de la matière du cadre de montage à revêtir, par charge face of the material of the mounting frame to be coated, per load
négative du cadre.negative of the frame.
Les ions métalliques positifs qui reçoivent des Positive metal ions that receive
électrons sont précipités sous forme de noyaux sur la surfa- electrons are precipitated as nuclei on the surface.
ce du cadre. Ces noyaux sont précipités non uniformément, en fonction de la forme du cadre, de la densité de courant et de la distribution de concentration des ions métalliques positifs dissous dans la solution. Lorsqu'un noyau est engendré à une certaine position sur la surface du cadre, le métal se dépose autour du noyau à une vitesse de croissance plus grande que celle du noyau adjacent. Ce phénomène est mis en évidence lorsqu'on observe l'orientation de la ligne de cristallisation uniforme de la couche de revêtement, par analyse de diffraction de rayons X. Dans une telle structure de revêtement, des gaz this of the frame. These nuclei are non-uniformly precipitated, depending on the shape of the frame, the current density, and the concentration distribution of the positive metal ions dissolved in the solution. When a nucleus is generated at a certain position on the surface of the frame, the metal is deposited around the nucleus at a faster growth rate than the adjacent nucleus. This phenomenon is evidenced when one observes the orientation of the uniform crystallization line of the coating layer, by X-ray diffraction analysis. In such a coating structure, gases
ou des pores existent entre les noyaux de la couche de revê- or pores exist between the cores of the coating layer
tement et, par conséquent, des ions corrosifs, par exemple l'ion chlorure (Cl), peuvent facilement pénétrer dans la couche de revêtement à travers les pores. En pratique, si on procède à un test de pulvérisation de sel sur un cadre après revêtement, ce cadre étant constitué d'un alliage de type 42 (c'est-à-dire d'un alliage Ni-Fe contenant 42% and, therefore, corrosive ions, eg the chloride ion (Cl), can easily penetrate the coating layer through the pores. In practice, if a salt spray test is carried out on a frame after coating, this frame being made of a type 42 alloy (that is to say a Ni-Fe alloy containing 42%
de nickel), on peut observer une corrosion autour des par- nickel), corrosion can be observed around the
ties poreuses sur toute la surface du cadre, en deux à trois heures. Cette corrosion érode la surface du cadre porous throughout the entire surface of the frame, in two to three hours. This corrosion erodes the surface of the frame
de montage et abaisse la conductivité électrique du ca- mounting and lowers the electrical conductivity of the
dre, ce qui nuit catastrophiquement à ses caractéristiques. which catastrophically damages its characteristics.
De plus, puisque le palladium qui est une matière conduc- Moreover, since palladium is a conductive
trice possède une réactivité élevée, une fracture par fra- trice has a high reactivity, a fracture with
gilisation est provoquée par les ions hydrogène provenant de gilization is caused by hydrogen ions from
la solution de revêtement, ce qui affaiblit la surface re- the coating solution, which weakens the surface
vêtue. Afin de résoudre le problème ci-dessus,un objet de la présente invention est de minimiser les pores par élimination des composants gazeux nuisibles, au moyen d'un traitement thermique et d'un réarrangement de la structure dressed. In order to solve the above problem, an object of the present invention is to minimize pores by removing harmful gaseous components, by means of heat treatment and rearrangement of the structure.
cristalline d'une couche de revêtement. Pour atteindre l'ob- crystalline layer of a coating. To achieve the goal
jectif ci-dessus, l'invention comme défini ici procure un procédé de fabrication d'un cadre de montage comprenant un revêtement par débordement du cadre, pour former une couche de revêtement sur celui-ci, et un chauffage du cadre revêtu, According to the above, the invention as defined herein provides a method of manufacturing a mounting frame comprising an overflow coating of the frame, forming a coating layer thereon, and heating the coated frame,
pour réarranger la couche de revêtement. to rearrange the coating layer.
Conformément à un mode préféré de mise en oeuvre de la présente invention, on chauffe le cadre revêtu, à une température comprise entre 450 C et 800 C, pendant un temps According to a preferred embodiment of the present invention, the coated frame is heated at a temperature of between 450 ° C. and 800 ° C. for a period of time.
compris entre 30 secondes et 160 secondes, sous une atmosphè- between 30 seconds and 160 seconds, under an atmosphere
re de gaz contenant au moins un gaz choisi parmi azote, hy- gas containing at least one gas selected from nitrogen, hy-
drogène, argon et hélium.drogen, argon and helium.
Outre les dispositions qui précèdent, l'inven- In addition to the foregoing, the invention
tion comprend encore d'autres dispositions qui ressortiront tion still contains other provisions which will emerge
de la description qui va suivre.of the following description.
L'invention sera mieux comprise à l'aide du com- The invention will be better understood by means of the
plément de description ci-après qui se réfère à des exemples description below which refers to examples
de mise en oeuvre.implementation.
Il doit être bien entendu, toutefois, que ces exemples et les parties descriptives correspondantes sont donnés uniquement à titre d'illustration de l'objet de l'invention dont ils ne constituent en aucune manière une limitation. It should be understood, however, that these examples and the corresponding descriptive parts are given solely by way of illustration of the object of the invention of which they in no way constitute a limitation.
Conformément à un mode de mise en oeuvre de la pré- In accordance with a mode of implementation of the pre-
sente invention, pour préparer un cadre de montage, une matière stratifiée en alliage de type 42 est de préférence estampée ou gravée comme dans le procédé connu. Ensuite, on effectue un revêtement par débordement sur le cadre, avec du palladium ou un alliage de palladium, pour faciliter la In order to prepare a mounting frame, a laminate material of type 42 alloy is preferably embossed or etched as in the known method. Then, an overflow coating is made on the frame, with palladium or a palladium alloy, to facilitate the
connexion électrique du cadre à une source d'énergie exté- electrical connection of the frame to an external energy source
rieure. Ensuite, on soumet le cadre revêtu à un traitement pool. Then, the coated frame is subjected to a treatment
thermique. Ce traitement thermique est l'une des caracté- thermal. This heat treatment is one of the characteristics
ristiques de la présente invention. of the present invention.
En général, lorsqu'on chauffe un métal à une tempé- In general, when heating a metal at a
rature supérieure à une température prédéterminée, les po- higher than a predetermined temperature, the
res du métal disparaissent et une étape de rétablissement metals disappear and a recovery step
se produit. Ce phénomène est appelé "réarrangement des cris- occurs. This phenomenon is called "rearrangement of
taux". De façon analogue, le nombre de pores formés dans la couche de revêtement du cadre revêtu par débordement, comme Similarly, the number of pores formed in the coating layer of the overflow-coated frame, such as
décrit ici, est sensiblement réduit par le traitement thermi- described here, is substantially reduced by the heat treatment
que incluant le réarrangement. La température de réarrange- that including rearrangement. The rearrangement temperature
ment d'un métal est généralement de 0,3 à 0,6 fois lepoint de fusion du métal. Par exemple, le point de fusion du nickel A metal is usually 0.3 to 0.6 times the melting point of the metal. For example, the melting point of nickel
est de 1455 C et sa température de réarrangement est compri- is 1455 C and its rearrangement temperature is
se entre 245 C et 764 C.between 245 C and 764 C.
Le traitement thermique utilisé ici comprend le The heat treatment used here includes the
chauffage du cadre revêtu dans un four de traitement thermi- heating the coated frame in a heat treatment furnace
que pendant un temps prédéterminé et à une température suf- for a predetermined time and at a sufficient temperature
fisante pour provoquer le réarrangement; le refroidisse- to cause rearrangement; the cooling
ment du cadre chauffé; et l'extraction du cadre du four the heated frame; and extracting the oven frame
après traitement thermique. La matière defabrication du ca- after heat treatment. The material of manufacture of the
dre de montage, dans le présent mode de réalisation, est in this embodiment, is
généralement enroulée sur une bobine pour faciliter la pro- generally wound on a spool to facilitate
duction en grande série. En outre, on introduit de préfé- mass production. In addition, it is preferable
rence le cadre dans le four à une vitesse d'avance constan- the frame in the oven at a constant speed of advance
te et on règle la durée du traitement thermique par varia- and adjust the duration of the heat treatment by
tion de la vitesse d'avance.speed of advance.
Afin d'éviter l'oxydation de la couche de revête- In order to avoid the oxidation of the coating layer
ment du cadre pendant le traitement thermique, cette oxyda- during the heat treatment, this oxidation
tion tendant à se produire dans une atmosphère à plus haute température par liaison avec l'oxygène de l'air, on injecte de préférence de l'azote, de l'hydrogène, de l'argon et/ou tending to occur in an atmosphere at a higher temperature by bonding with oxygen in the air, nitrogen, hydrogen, argon and / or
de l'hélium dans le four de traitement thermique. Dans l'é- helium in the heat treatment furnace. In the-
tape de refroidissement, on peut régler de façon appropriée cooling stage, it can be adjusted appropriately
le réfrigérant et la vitesse de refroidissement en fonc- refrigerant and cooling rate depending on
tion de la résistance mécanique du cadre réarrangé. the mechanical strength of the rearranged frame.
Afin de comparer le nombre de pores dans le cadre traité thermiquement (c'est-à-dire réarrangé) avec le nombre In order to compare the number of pores in the heat-treated (ie rearranged) frame with the number
de pores dans le cadre non traité, on fabrique deux ensem- of pores in the untreated frame, two sets of
bles d'échantillons lA-1D et 2A-2D à partir d'une matière lA-1D and 2A-2D samples from a material
de base en alliage de type 42 de 0,203 mm d'épaisseur. En- base alloy type 42 0.203 mm thick. In-
suite, on procède à un traitement thermique de réarrangement following, we proceed to a heat treatment of rearrangement
et à un test au bain de sel, sur chaque échantillon. Pen- and a salt bath test on each sample. Pen
dant le test au bain de sel, on trempe chaque échantillon During the salt bath test, each sample is tempered
dans une solution aqueuse de sel à 5% en poids, à 20 C pen- in an aqueous solution of salt at 5% by weight, at 20 C
dant 96 heures, puis on mesure le nombre de régions de cor- 96 hours, then measure the number of
rosion apparaissant dans une partie revêtue de 15x25 mm2 de erosion occurring in a coated part of 15x25 mm2
l'échantillon. On comprend que le nombre de régions de cor- the sample. It is understandable that the number of regions of
rosion est directement proportionnel au nombre de pores. erosion is directly proportional to the number of pores.
Après dégraissage et activation de façon usuelle, on prépare les échantillons par revêtement en débordement dans les conditions suivantes. Les échantillons lA-1D sont revêtus avec du nickel, à une épaisseur de revêtement de 1,5 gm environ, au moyen d'une solution de revêtement de nickel du commerce, par exemple le produit SOFNAL , puis After degreasing and activation in the usual manner, the samples are prepared by overflow coating under the following conditions. Samples IA-1D are coated with nickel, at a coating thickness of about 1.5 gm, using a commercially available nickel coating solution, for example SOFNAL, and then
ils sont revêtus avec du palladium à une épaisseur de revê- they are coated with palladium at a coating thickness
tement de 0,2 Wm environ au moyen d'une solution de palla- 0.2 Wm using a pallet solution.
dium du commerce, par exemple le produit ALPADIN-100. En- commercial dium, for example the product ALPADIN-100. In-
suite, on procède à un recuit thermique des échantillons lB, 1C et 1D à des températures de 4500C (échantillon lB), de Then, samples 1B, 1C and 1D were thermally annealed at temperatures of 4500C (Sample 1B),
600 C (échantillon 1C) et de 8000C (échantillon 1D), respec- 600 C (sample 1C) and 8000C (sample 1D), respec-
tivement, chacun pendant 90 secondes. L'échantillon 1A est un exemple comparatif qui ne reçoit pas de traitement thermi- que. Les échantillons 2A-2D sont revêtus avec du nickel, à une épaisseur de revêtement de 1,5 gm environ, au moyen d'une solution de revêtement de nickel du commerce, par exemple le produit SOFNAL, puis ils sont revêtus avec each time for 90 seconds. Sample 1A is a comparative example that does not receive heat treatment. The 2A-2D samples are coated with nickel, at a coating thickness of about 1.5 gm, using a commercially available nickel coating solution, for example SOFNAL, and then coated with
un alliage de palladium (Pd-Au) à une épaisseur de revête- an alloy of palladium (Pd-Au) at a coating thickness
ment de 0,2 hm environ, au moyen d'une solution d'alliage de palladium du commerce, par exemple le produit PALLAGOLD Les échantillons 2B,2C et 2D sont ensuite thermiquement traités à des températures de 450 C (échantillon 2B), de about 0.2 hm, using a commercially available palladium alloy solution, for example PALLAGOLD. Samples 2B, 2C and 2D are then thermally treated at 450 C (sample 2B),
600 C (échantillon 2C) et de 800 C (échantillon 2D), res- 600 C (sample 2C) and 800 C (2D sample),
pectivement, chacun pendant 90 secondes. L'échantillon 2A est un exemple comparatif ne recevant pas de traitement each, for 90 seconds. Sample 2A is a comparative example not receiving treatment
thermique. Le Tableau 1 et le Tableau 2 indiquent les va- thermal. Table 1 and Table 2 show the
leurs mesurées pour chacun des échantillons. their measured for each of the samples.
TABLEAU 1TABLE 1
Echantillon N Température Nombre régions chauffage corrosion Sample N Temperature Number regions heating corrosion
1A 251A 25
lB 450 C 4lB 450 C 4
1C 600 C 11C 600 C 1
1D 800 C 71D 800 C 7
TABLEAU 2TABLE 2
Echantillon N Température Nombre régions chauffage corrosion Sample N Temperature Number regions heating corrosion
2A 242A 24
2B 450 C 32B 450 C 3
2C 600 C 22C 600 C 2
!2D 8000C 3! 2D 8000C 3
Le nombre de régions de corrosion est notablement réduit dans les échantillons traités thermiquement 1B-lD et 2B-2D, comparativement aux échantillons non traités 1A et 2A. Les tableaux ci-dessus montrent que la température de chauffage entre 450 C et 800 C et le temps de chauffage The number of corrosion regions is significantly reduced in heat-treated samples 1B-1D and 2B-2D compared to untreated samples 1A and 2A. The tables above show that the heating temperature between 450 C and 800 C and the heating time
de 90 secondes sont préférables. De plus, le temps de chauf- 90 seconds are preferable. In addition, the heating time
fage peut de préférence être compris entre 30 secondes et fage can preferably be between 30 seconds and
secondes.seconds.
Conformément à la présente invention, le réarran- In accordance with the present invention, the rearrangement
gement par traitement thermique du cadre de montage revêtu heat treatment of the coated mounting frame
par débordement supprime effectivement la multiplicité de po- overflow effectively eliminates the multiplicity of po-
res formés dans la couche de revêtement du cadre, ce qui formed in the coating layer of the frame, which
réduit beaucoup le nombre de régions de corrosion. Les compo- greatly reduces the number of corrosion regions. The components
sants gazeux qui nuisent à la résistance à la corrosion, tels que l'hydrogène, provenant de la solution de revêtement pendant le revêtement, sont également éliminés. En outre, Gaseous substances that adversely affect the corrosion resistance, such as hydrogen, from the coating solution during coating are also removed. In addition,
la conductivité électrique du cadre de montage est amélio- the electrical conductivity of the mounting frame is improved
rée du fait que la résistance à la corrosion est augmentée. because the corrosion resistance is increased.
De plus, la caractéristique d'allongement du cadre est amé- In addition, the elongation characteristic of the frame is improved.
liorée par le traitement thermique, ce qui minimise l'appa- heat treatment, which minimizes the appearance of
rition de fissures dans la région de flexion du cadre. cracks in the bending region of the frame.
Ainsi que cela ressort de ce qui précède, l'in- As is apparent from the foregoing, the
vention ne se limite nullement à ceux de ses modes de mise en oeuvre et d'application qui viennent d'être décrits de tion is not limited to those of its modes of implementation and application which have just been described
façon plus explicite; elle en embrasse au contraire tou- more explicit way; on the contrary, it embraces all
tes les variantes qui peuvent venir à l'esprit du techni- variants that may come to the mind of the
cien en la matière sans s'écarter du cadre ni de la portée in this respect without departing from the scope and scope
de la présente invention.of the present invention.
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